CN212167420U - 提升换热效果的聚苯乙烯反应釜 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种提升换热效果的聚苯乙烯反应釜，釜体与夹套之间的中空层内设有将中空层分成若干独立腔室的若干分段横向隔板，每个腔室内设有导流组件；导流组件包括将腔室划分为若干腔体的若干纵向隔板；若干腔体中，除了一个目标腔体以外的其他腔体均通过横向隔板划分为上下设置的两层子腔体；任一层子腔体中，每相邻两子腔体通过盘管单元连通；目标腔体一侧的两个子腔体分别通过盘管单元与目标腔体连通，其另一侧的两个子腔体中由夹套形成的腔壁分别设有加热介质进口及出口；任一盘管单元设置在釜体内。本实用新型使得夹套内介质均匀流经盘管，快速加热釜体内每一个位置的介质，并快速带走苯乙烯聚合产生的多余热量，提高反应釜产能。

Description

提升换热效果的聚苯乙烯反应釜

技术领域

本实用新型属于化工生产设备技术领域，尤其涉及一种提升换热效果的聚苯乙烯反应釜。

背景技术

聚苯乙烯是汽车部件、家用电器外壳、机件、音像制品、食品包装、建筑装饰、灯具、玩具的领域的主要原材料，20世纪90年代以来，中国聚苯乙烯需求量旺盛，但国内苯乙烯装置规模小，国产聚苯乙烯性能和质量较差，在聚苯乙烯需求量最大的电子/电器行业中，进口产品占绝对优势。为改变这种局面，近年来我国自主研发了聚苯乙烯生产专有技术，提升换热效果的聚苯乙烯反应釜是聚苯乙烯生产技术中最关键的设备，反应釜性能的好坏，直接影响聚苯乙烯的性能和质量。

我国现有自主研发的一代提升换热效果的聚苯乙烯反应釜采用立式多盘管、多搅拌桨结构，反应釜釜内介质为苯乙烯，夹套内和盘管内介质为导热油。提升换热效果的聚苯乙烯反应釜主要构成如图1所示，反应釜由传动装置电机、轴承座机架、机械密封、上端盖、盘管、搅拌桨、搅拌轴、内筒体、夹套和下端盖等组成。而由于一代提升换热效果的聚苯乙烯反应釜釜体长度较长，导热油流经夹套、盘管的受热不均匀，导致釜内苯乙烯聚合不均匀，要经过更长时间搅拌才能达到预期的聚合率，影响反应釜的产能。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种提升换热效果的聚苯乙烯反应釜，使得夹套内介质均匀流经盘管，快速加热釜体内每一个位置的介质，并快速带走苯乙烯聚合产生的多余热量，提高反应釜产能。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种提升换热效果的聚苯乙烯反应釜，包括釜体，釜体的外侧设有夹套，夹套与釜体之间形成中空层，釜体内设有搅拌装置，中空层内设有沿其纵向将其分成若干独立腔室的若干分段横向隔板，每个腔室内设有导流组件；

导流组件包括沿腔室周向设置的若干纵向隔板，用于将腔室划分为相互独立的若干腔体；若干腔体中，除了一个目标腔体以外的其他腔体均通过横向隔板划分为上下设置的两层子腔体；任一层子腔体中，每相邻两子腔体通过盘管单元连通；位于目标腔体一侧的上下两个子腔体分别通过盘管单元与目标腔体连通，位于目标腔体另一侧的上下两个子腔体中由夹套形成的腔壁分别设有加热介质进口和加热介质出口；任一盘管单元设置在釜体内。

进一步地，任一盘管单元包括自上而下依次设置的若干盘管组件，每个盘管组件呈扇形状。

进一步地，每个盘管组件由同一平面内的若干条U型结构的换热管盘绕而成。

进一步地，夹套上设有若干添加剂口，添加剂口伸入釜体内。

进一步地，还包括卧式电机、减速机和基架，搅拌装置包括竖向设置在釜体内的搅拌轴，卧式电机通过减速机与搅拌轴驱动连接，卧式电机和减速机均安装在基架上。

进一步地，釜体包括上端盖及下端盖，搅拌轴与上端盖之间的密封采用机械密封。

进一步地，基架与钢平台面之间设有调平块。

进一步地，夹套、纵向隔板、横向隔板和分段横向隔板的材质与釜体材质相同。

进一步地，纵向隔板的数量为四。

相比于现有技术，本实用新型的有益效果为：通过分段横向隔板将釜体与夹套之间的中空层间隔为多个独立腔室，在每个腔室中增加导流用的若干纵向隔板和横向隔板，通过目标腔体将上层子腔体和下层子腔体连通，使得加热介质从加热介质进口流入子腔体，再从子腔体流入相应的盘管单元后再流入另一子腔体，直到加热介质从加热介质出口流出，从而使得加热介质均匀流经每一个盘管单元，从而快速加热釜体内每一个位置的加热介质，加热介质受热均匀，并快速带走苯乙烯聚合产生的多余热量，使得釜内苯乙烯聚合均匀，减少搅拌时间，提高产能。

附图说明

图1为本实用新型提升换热效果的聚苯乙烯反应釜的立面结构示意图；

图2为本实用新型提升换热效果的聚苯乙烯反应釜中导流组件与加热介质进口、加热介质出口的结构示意图；

图3为本实用新型提升换热效果的聚苯乙烯反应釜的内部俯视图；

图4为本实用新型提升换热效果的聚苯乙烯反应釜的加热介质从加热介质进口流入的流向示意图；

图5为本实用新型提升换热效果的聚苯乙烯反应釜的加热介质从加热介质出口流出的流向示意图。

图中，1-釜体，11-上端盖，12-下端盖，2-夹套，21-加热介质进口，22-加热介质出口，23-添加剂口，3-搅拌装置，31-搅拌桨，4-分段横向隔板，5-导流组件，51-纵向隔板，52-横向隔板，6-盘管单元，61-换热管，7-卧式电机，71-减速机，8-基架，81-调平块，9-钢平台面。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

请参阅图1至图3，图1为本实用新型提升换热效果的聚苯乙烯反应釜的立面结构示意图，图2为本实用新型提升换热效果的聚苯乙烯反应釜中导流组件与加热介质进口、加热介质出口的结构示意图，图3为本实用新型提升换热效果的聚苯乙烯反应釜的内部俯视图。一种提升换热效果的聚苯乙烯反应釜，包括釜体1，釜体1的外侧设有夹套2，夹套2与釜体1之间形成中空层，釜体1内设有搅拌装置3，中空层内设有沿其纵向将其分成若干独立腔室的若干分段横向隔板4，每个腔室内设有导流组件5；导流组件5包括沿腔室周向设置的若干纵向隔板51，用于将腔室划分为相互独立的若干腔体；若干腔体中，除了一个目标腔体以外的其他腔体均通过横向隔板52划分为上下设置的两层子腔体；任一层子腔体中，每相邻两子腔体通过盘管单元6连通；位于目标腔体一侧的上下两个子腔体分别通过盘管单元6与目标腔体连通，位于目标腔体另一侧的上下两个子腔体中由夹套2形成的腔壁分别设有加热介质进口21和加热介质出口22；任一盘管单元6设置在釜体1内。

根据釜体1长短通过分段横向隔板4将中空层分隔成两个或两个以上的独立腔室，在每个腔室中增加导流用的若干纵向隔板51，若干纵向隔板51将该腔室分为相互独立的若干腔体，在若干腔体中除一个目标腔体以外的其它腔体通过横向隔板52划分为上下设置的两层子腔体，任一层子腔体中，每相邻两子腔体通过盘管单元6连通。目标腔体右侧的两个子腔体分别通过盘管单元6与目标腔体连通，如图3所示，从而通过目标腔体将上层子腔体和下层子腔体连通。目标腔体右侧的两个子腔体中由夹套2形成的腔壁分别设有加热介质进口21和加热介质出口22，加热介质进口21位于加热介质出口22的上方，加热介质从加热介质进口21流入上层子腔体中的一个子腔体，再从该子腔体流入相应的盘管单元6后再流入另一子腔体，直到加热介质从加热介质出口22流出。在一实施例中，任一盘管单元6包括自上而下依次设置的若干盘管组件，每个盘管组件呈扇形状。具体地，每个盘管组件呈120度扇形。在一实施例中，每个盘管组件由同一平面内的若干条U型结构的换热管61盘绕而成。换热管61的进口及出口分别与中空层连通。在一实施例中，纵向隔板51的数量为四。

请结合参阅图4和图5，图4为本实用新型提升换热效果的聚苯乙烯反应釜的加热介质从加热介质进口流入的流向示意图，图5为本实用新型提升换热效果的聚苯乙烯反应釜的加热介质从加热介质出口流出的流向示意图。现以纵向隔板51的数量为四时，对本实用新型的实现过程进行说明，四个纵向隔板51沿腔室周向依次为第一纵向隔板、第二纵向隔板、第三纵向隔板和第四纵向隔板，四个纵向隔板51沿腔室周向将腔室划分为四个独立的腔体，分别为第一纵向隔板与第二纵向隔板之间的第一腔体、第二纵向隔板与第三纵向隔板之间的第二腔体、第三纵向隔板与第四纵向隔板之间的第三腔体和第四纵向隔板与第一纵向隔板之间的第四腔体，其中以第四腔体为目标腔体，横向隔板52为带缺口的圆环，第一纵向隔板和第四纵向隔板分别设置在横向隔板52缺口的两端上，从而横向隔板52将第一腔体、第二腔体和第三腔体划分为上下设置的两层子腔体，即将第一腔体分为第一上子腔体和第一下子腔体，将第二腔体分为第二上子腔体和第二下子腔体，将第三腔体分为第三上子腔体和第三下子腔体，其中第一上子腔体、第二上子腔体和第三上子腔体构成上层子腔体，第一下子腔体、第二下子腔体和第三下子腔体构成下层子腔体。而盘管单元6有六个，分别为连通第一上子腔体和第二上子腔体的第一盘管单元、连通第二上子腔体和第三上子腔体的第二盘管单元、连通第三上子腔体与第四腔体的第三盘管单元、连通第四腔体与第三下子腔体的第四盘管单元、连通第三下子腔体与第二下子腔体的第五盘管单元和连通第二下子腔体与第一下子腔体的第六盘管单元。加热介质进口21与第一上子腔体连通，加热介质出口22与第一下子腔体连通。

加热介质从加热介质进口21流入第一上子腔体，由于第一纵向隔板和第二纵向隔板的阻挡，加热介质通过第一盘管单元中的若干加热管流入到第二上子腔体内，然后由于第二纵向隔板与第三纵向隔板的阻挡，加热介质通过第二盘管单元中的若干加热管流入到第三上子腔体内，同样由于第三纵向隔板与第四纵向隔板的阻挡，加热介质通过第三盘管单元中的若干加热管流入到第四腔体内，同样的由于第四纵向隔板与第一纵向隔板的阻挡，加热介质从第四腔体的上部流向第四腔体的下部，并通过第四盘管单元中的若干加热管流入第三下子腔体，由于第四纵向隔板与第三纵向隔板的阻挡，加热介质通过第五盘管单元中的若干加热管流入第二下子腔体，由于第三纵向隔板与和第二纵向隔板的阻挡，加热介质通过第六盘管单元中的若干加热管流入第一下子腔体内，由于第二纵向隔板与第一纵向隔板的阻挡，加热介质从加热介质出口22流出，加热介质完成在一个腔室内的流动，加热介质均匀流经每一个盘管单元6，从而快速加热釜体1内每一个位置的加热介质，加热介质受热均匀，快速带走苯乙烯聚合热量，使得釜内苯乙烯聚合均匀，减少搅拌时间，提高产能。

在一实施例中，夹套2上设有若干添加剂口23，添加剂口23伸入釜体1内。添加剂口23直接与釜体1内相联通，根据业主对聚苯乙烯质量品级的要求设置添加剂口23数量及开口位置。如在夹套2不同部位上增加四个添加剂口23，当反应釜内温度达到添加剂活性温度时，注入添加剂，有效的改变聚苯乙烯成品的色度和韧性，满足不同产品的需求。

在一实施例中，还包括卧式电机7、减速机71和基架8，搅拌装置3包括竖向设置在釜体1内的搅拌轴，卧式电机7通过减速机71与搅拌轴驱动连接，卧式电机7和减速机71均安装在基架8上。卧式电机7和减速机71共同安装在基架8上，出厂前在基架8调好卧式电机7和减速机71装配精度，调节到位后，以卧式电机7、减速机71和基架8作为一个整体运输和吊装，从而现场安装通过调整基架8达到控制反应釜搅拌轴与减速机71装配差误的目的。并且使用卧式电机7替代立式电机，有效地控制了电机的安装误差，降低电机轴功率损耗，也进一步降低了电机上部空间浪费，减少厂房钢结构的费用，提高对海边强台风工厂的安全性。进一步地，基架8与钢平台面9之间设有调平块81。钢平台面9即用于安装反应釜及支撑反应釜的平面，在撬装安装时，通过调平块81进一步调节反应釜搅拌轴与减速机71输出轴的连接误差。在本实用新型提升换热效果的聚苯乙烯反应釜运行过程中，如必要调节，也可通过调平块81进行进一步的调节，增加安装和检修的灵活性。在一实施例中，搅拌装置3还包括设在相邻盘管组件之间的搅拌桨31组件，搅拌桨31组件包括均布于搅拌轴圆周面上的若干搅拌桨31叶，搅拌桨31叶与位于同一水平面的盘管组件数量相同，且位于同一水平面的盘管组件之间留有可容搅拌桨31叶出入的间隙。具体地，搅拌桨31叶为棒状结构。进一步地，釜体1包括上端盖11及下端盖12，搅拌轴与上端盖11之间的密封采用机械密封。

在一实施例中，夹套2、纵向隔板51、横向隔板52和分段横向隔板4的材质与釜体1材质相同。夹套2采用与釜体1相同的材质，降低夹套2和釜体1的温差应力，提高了反应釜自身的安全性，以确保整个装置的安全运行。具体地，釜体1采用不锈钢材质制成。

相比于现有技术，本实用新型的有益效果为：通过分段横向隔板4将釜体1与夹套2之间的中空层间隔为多个独立腔室，在每个腔室中增加导流用的若干纵向隔板51和横向隔板52，通过目标腔体将上层子腔体和下层子腔体连通，使得加热介质从加热介质进口21流入子腔体，再从子腔体流入相应的盘管单元6后再流入另一子腔体，直到加热介质从加热介质出口22流出，从而使得加热介质均匀流经每一个盘管单元6，从而快速加热釜体1内每一个位置的加热介质，加热介质受热均匀，并快速带走苯乙烯聚合产生的多余热量，使得釜内苯乙烯聚合均匀，减少搅拌时间，提高产能。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型做任何形式上的限制，故凡未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种提升换热效果的聚苯乙烯反应釜，包括釜体，所述釜体的外侧设有夹套，所述夹套与釜体之间形成中空层，所述釜体内设有搅拌装置，其特征在于，所述中空层内设有沿其纵向将其分成若干独立腔室的若干分段横向隔板，每个所述腔室内设有导流组件；

所述导流组件包括沿腔室周向设置的若干纵向隔板，用于将所述腔室划分为相互独立的若干腔体；所述若干腔体中，除了一个目标腔体以外的其他腔体均通过横向隔板划分为上下设置的两层子腔体；任一层子腔体中，每相邻两子腔体通过盘管单元连通；位于所述目标腔体一侧的上下两个子腔体分别通过盘管单元与目标腔体连通，且位于所述目标腔体另一侧的上下两个子腔体中由夹套形成的腔壁分别设有加热介质进口和加热介质出口；任一所述盘管单元设置在釜体内。

2.根据权利要求1所述的提升换热效果的聚苯乙烯反应釜，其特征在于，任一所述盘管单元包括自上而下依次设置的若干盘管组件，每个所述盘管组件呈扇形状。

3.根据权利要求2所述的提升换热效果的聚苯乙烯反应釜，其特征在于，每个所述盘管组件由同一平面内的若干条U型结构的换热管盘绕而成。

4.根据权利要求1所述的提升换热效果的聚苯乙烯反应釜，其特征在于，所述夹套上设有若干添加剂口，所述添加剂口伸入釜体内。

5.根据权利要求1所述的提升换热效果的聚苯乙烯反应釜，其特征在于，还包括卧式电机、减速机和基架，所述搅拌装置包括竖向设置在釜体内的搅拌轴，所述卧式电机通过减速机与搅拌轴驱动连接，所述卧式电机和减速机均安装在基架上。

6.根据权利要求5所述的提升换热效果的聚苯乙烯反应釜，其特征在于，所述釜体包括上端盖及下端盖，所述搅拌轴与上端盖之间的密封采用机械密封。

7.根据权利要求5所述的提升换热效果的聚苯乙烯反应釜，其特征在于，所述基架与钢平台面之间设有调平块。

8.根据权利要求1所述的提升换热效果的聚苯乙烯反应釜，其特征在于，所述夹套、纵向隔板、横向隔板和分段横向隔板的材质与釜体材质相同。

9.根据权利要求1所述的提升换热效果的聚苯乙烯反应釜，其特征在于，纵向隔板的数量为四。

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